Kent u de classificatie en introductie van industriële CT-stralingsdetectoren?
(1) Industriële CT discrete detector
Er zijn twee hoofdtypen detectoren die worden gebruikt in industriële CT-discrete detectoren en gebiedsdetectoren. Er zijn twee soorten röntgendetectoren die gewoonlijk worden gebruikt in discrete detectoren: gas en scintillatie.
Gasdetectoren hebben natuurlijke collimatiekarakteristieken, die de invloed van verstrooide stralen beperken; er is bijna geen overspraak; en het apparaat heeft een goede consistentie. Het nadeel is dat de detectie-efficiëntie niet eenvoudig te verbeteren is en dat toepassingen met hoge energie bepaalde beperkingen hebben; ten tweede is het interval van de detectie-eenheid enkele millimeters, wat voor sommige toepassingen te groot is.
Meer algemeen gebruikt zijn scintillatiedetectoren. Het foto-elektrische conversiegedeelte van de scintillatiedetector kan een fotovermenigvuldigerbuis of een fotodiode zijn. De eerste heeft een uitstekende signaal-ruisverhouding, maar vanwege de grote afmetingen van het apparaat is het moeilijk om een hoge mate van integratie te bereiken en zijn de kosten ook hoog. De meest gebruikte in industriële CT is de combinatie van scintillator en fotodiode.
Het belangrijkste voordeel van de discrete detector die de scintillator gebruikt, is dat de diepte van de scintillator in de straalrichting onbeperkt kan zijn, zodat de meeste binnenkomende X-fotonen worden opgevangen en de detectie-efficiëntie wordt verbeterd. Vooral onder energierijke omstandigheden kan de acquisitietijd worden verkort; omdat de scintillatoren onafhankelijk zijn, is er bijna geen optische interferentie; tegelijkertijd zijn er afstandhouders van wolfraam of andere zware metalen tussen de scintillatoren, waardoor de röntgenstraling wordt verminderd. De uitleessnelheid van discrete detectoren is erg hoog, in de orde van microseconden. Tegelijkertijd kan de uitgangspuls van de versneller worden gebruikt om data-acquisitie te poorten, waardoor de ruis op het signaal wordt geminimaliseerd. Discrete detectoren zijn ook het minst gevoelig voor stralingsschade.
Het belangrijkste nadeel van discrete detectoren is dat de pixelgrootte niet te klein kan worden gemaakt en dat het aangrenzende interval (pitch) over het algemeen groter is dan 0.1 mm; daarnaast is de prijs ook duurder.
(2) Industriële CT-oppervlaktedetector
Er zijn drie hoofdtypen gebiedsdetectoren: halfgeleiderchips met hoge resolutie, flatpaneldetectoren en beeldversterkers. Halfgeleiderchips zijn verder onderverdeeld in CCD en CMOS. De CCD is niet gevoelig voor röntgenstralen en het oppervlak is bedekt met een scintillatorlaag om röntgenstralen om te zetten in zichtbaar licht waarvoor CCD gevoelig is.
De halfgeleiderchip heeft de kleinste pixelgrootte en het grootste aantal detectie-eenheden. De pixelgrootte kan zo klein zijn als ongeveer 10 micron. Het aantal detectie-eenheden hangt af van de maximale grootte van silicium eenkristal en de diameter is over het algemeen meer dan 50 mm. Omdat de detectie-eenheid klein is en de signaalamplitude klein, kunnen meerdere detectie-eenheden worden gecombineerd om het meetsignaal te vergroten.
Om het effectieve detectorgebied te vergroten, kunnen ze optisch worden gekoppeld aan een scintillator met groot oppervlak met lenzen of optische vezels. Theoretisch kan het effectieve gebied van de detector worden uitgebreid tot elke gewenste lengte in één richting door gebruik te maken van de vezelkoppelingsmethode. De technologie van het gebruik van optische koppeling kan deze halfgeleiderapparaten ook weghouden van de directe straling van röntgenstralen om stralingsschade te voorkomen.
Flat panel detectoren zijn meestal gemaakt van amorf silicium of amorf selenium bedekt met scintillatiekristallen (zoals CsI) van honderden microns. De pixelgrootte is 127 of 200 μm en de paneelgrootte* is ongeveer 45 cm (18 inch). De uitleessnelheid is ongeveer 3-7.5 frames/s. Het voordeel is dat het relatief eenvoudig in gebruik is en er geen beeldvervorming is. De beeldkwaliteit benadert die van filmfotografie en kan in principe worden gebruikt als een upgradeproduct van de beeldversterker. Het belangrijkste nadeel is dat het op het oppervlak bedekte scintillatiekristal niet te dik kan zijn en dat de detectie-efficiëntie van hoogenergetische röntgenstralen laag is; het is moeilijk om het probleem van verstrooiing en interferentie op te lossen, waardoor het dynamische bereik wordt verkleind. Stralingsafscherming van elektronische circuits voor toepassingen met hogere energie. Over het algemeen is het effect van het gebruik van lage energie onder 150 kV beter.
De beeldversterker is een traditionele gebiedsdetector, een vacuümapparaat. Nominale pixelgrootte<100μm, diameter 152-457mm (6-18in). The readout speed can reach 15-30 frames/s, which is the fastest surface detector. Due to the inherent noise generated by statistical fluctuations in the image enhancement process, the image quality is relatively poor, and the general radiographic sensitivity is only 7-8%. In the case of data superposition using a computer, the radiographic sensitivity can be increased to more than 2%. Another disadvantage is that it is fragile and has image distortion. The basic advantage of area detectors is self-evident - it has a much higher ray utilization than line detectors. Surface detectors are also more suitable for 3D direct imaging. All surface detectors have common disadvantages due to structural reasons, that is, low ray detection efficiency; inability to limit scattering and interference; small dynamic range, etc. Higher energy ranges are less effective.
